中图版 (2019)必修 第一册第三节 大气受热过程与热力环流第三课时导学案

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第三课时　大气的水平运动——风课程标准学业质量标准核心素养运用示意图等，说明大气水平运动原理，并解释相关现象。水平1：结合示意图，认识影响大气水平运动的三个力。水平2：结合示意图，分析影响大气水平运动的三个力的特点及与风向﹑风速的关系。水平3：结合等压线图，判断不同条件下的风向和风速。水平4：运用相关图表，分析影响风力大小的因素。综合思维：能够在等压线图中，分析风向、风速。地理实践力：通过观察相关地理现象，推测风向和风速。一、影响大气水平运动的力1．水平气压梯度力(1)概念：同一水平面上存在气压差，便会产生一种促使空气由高压流向低压的力，这就是水平气压梯度力，简称气压梯度力。(2)特征：气压梯度力垂直于等压线，从高压指向低压。(3)影响下的大气运动：空气由高压沿着水平方向流向低压。2．地转偏向力(1)概念：使水平运动物体的方向发生偏转的力。(2)特征：北半球向右；南半球向左。(3)对空气水平运动的影响：北半球向右偏，南半球向左偏。3．摩擦力：阻碍大气向前运动，与大气运动方向相反。二、不同作用力下的大气水平运动三、大气运动的意义大气运动使不同地区热量、水分得以交换，影响各地的水热状况，形成了各种复杂天气现象，也会导致气候变化，进而影响着区域自然地理环境。1．判断正误。(1)水平气压梯度力的特征是垂直于等压线，从高压指向低压。(√)(2)从近地面到高空，空气运动所受摩擦力逐渐减小，风向与等压线之间的夹角逐渐增大。(×)2．大气的水平运动的原动力是(　　)A．水平气压梯度力B．地转偏向力C．摩擦力D．重力答案　A解析　水平气压梯度力是大气水平运动的原动力。3．我们小时候都放过风筝。你知道为什么风筝飞得较高后才比较稳定吗？提示　近地面有摩擦力，风速风向略有变化；风筝飞到一定高度后，摩擦力较小，风速更大、风向更稳定，所以风筝飞行才能更稳定。任务探究　大气的水平运动风是在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下形成的。下图为风的形成示意图。据此探究下列问题：(1)判断图中四个箭头的含义。(2)比较图中A、B两处风力大小，并说明理由。(3)该图表示的是________(填“南”或“北”)半球，请说明判断理由。(4)判断该图表示的是________(填“近地面”或“高空”)，请说明判断理由。[成果展示]　(1)a为水平气压梯度力，b为风向，c为地转偏向力，d为摩擦力。(2)B处风力大。B处等压线密集，水平气压梯度力大。(3)北　风向右偏。(4)近地面　风向与等压线斜交。1．影响风的三种作用力2．两种典型风向 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 下图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识，回答(1)～(2)题。(1)如果图示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力，则F1、F2、F3依次为(　　)A．摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力B．水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力C．地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力D．摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力(2)如果图示等压线位于高空，F1为水平气压梯度力，则风向是(　　)A．①    B．②  C．③    D．④ 科学思维大气水平运动受力的分析思路第(1)题，水平气压梯度力的方向应与等压线垂直，且由高压指向低压；地转偏向力垂直于风向，摩擦力与风向相反。第(2)题，高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用，风向与等压线平行，受地转偏向力的影响，北半球右偏。 [答案]　(1)B　(2)D 　　提升运用能力读高空风向示意图，完成1～3题。1．关于图中箭头含义的说法，错误的是(　　)A．甲—水平气压梯度力    B．乙—地面摩擦力C．丙—风向    D．乙—地转偏向力答案　B解析　读图可知，甲垂直于等压线，并由高压指向低压，表示水平气压梯度力；高空不受地面摩擦力的影响，风向与等压线平行，丙表示风向；乙与风向垂直，表示地转偏向力。2．此图表示的半球是(　　)A．东半球    B．西半球  C．南半球    D．北半球答案　D解析　读图可知，风向右偏，故此图表示北半球。3．随着海拔的升高，风向与等压线的夹角(　　)A．先变大后变小    B．先变小后变大C．逐渐变小    D．逐渐变大答案　C解析　随着海拔的升高，地面摩擦力越来越小，风向逐渐趋向平行于等压线，故风向与等压线的夹角逐渐变小，C项正确。任务探究　等压线图的判读下图为世界部分区域某时海平面等压线(单位：hPa)示意图。据此探究下列问题：(1)判断A、B两地气压差值。(2)判断C地的风向。(3)比较C、D两地风力大小，并说明判断理由。(4)比较台湾海峡与日本海风力大小，并说明判断理由。[成果展示]　(1)5～10 hPa。(2)偏东风。(3)C地风力大。C地等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。(4)台湾海峡风力大。台湾海峡等压线密集，水平气压梯度力大；吹东北风，受海峡峡管效应的影响，风力大。1．判读气压形式(1)低压中心(如图中乙处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低(中心为上升气流)。(2)高压中心(如图中甲处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。(3)高压脊(如图中丙处)：高气压延伸出来的狭长区域，等压线弯曲最大处点的连线叫脊线。(4)低压槽(如图中丁处)：低气压延伸出来的狭长区域，等压线弯曲最大处点的连线叫槽线。(5)鞍：两个低压或两个高压交会处，其气压值比高压中心低或比低压中心高。2．判断风向首先明确高低气压；其次确定水平气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出风向。注：北半球用右手，掌心向上，四指指向为水平气压梯度力方向，拇指指向为近地面风向。3．判断南、北半球(1)风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。(2)风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。4．判断风力(风速)大小(1)根据等压线判断：等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小。(2)根据摩擦力判断：摩擦力大，风力小。5．判断季节(1)夏季(北半球7月、南半球1月)：大陆内部一般为低压。(2)冬季(北半球1月、南半球7月)：大陆内部一般为高压。下图是东亚局部地区某日8时气压分布图(单位：hPa)。读图，回答(1)～(2)题。(1)图中①②两地气压差最可能是(　　)A．12 hPa    B．13 hPaC．14 hPa    D．15 hPa(2)此时，台湾海峡的风向是(　　)A．偏西风    B．偏南风C．偏北风    D．偏东风 科学思维等压线问题的分析思路第(1)题，由图可知，图中等压距为2 hPa，①地气压应为1 010 hPa，②地气压应为1 022～1 024 hPa，两地气压差应为12～14 hPa。第(2)题，由图可知，台湾海峡的西偏北为高压，东偏南为低压。水平气压梯度力由高压指向低压，受地转偏向力的影响向右偏，台湾海峡吹偏北风。   [答案]　(1)B　(2)C　　提升运用能力读北半球某区域等压线(单位：hPa)分布图，回答1～2题。1．图中①②③④四个箭头中正确表示风向的是(　　)A．①     B．②  C．③    D．④答案　C解析　该图是北半球等压线分布图，风向是由高压指向低压，且与等压线斜交，根据图中风向情况，只有③箭头正确。2．图中①②③④四处风力最大的是(　　)A．①     B．②  C．③    D．④答案　C解析　读图可知，③点附近的等压线最密集，水平气压梯度力最大，故风力最大。 图表问题巧点拨[教材第51页“思考”]点拨　1.城区更热，大气自城区地面膨胀上升；郊区气温低，空气下沉；在城区与郊区的近地面大气自郊区流回市区；城市上空气流扩散至郊区的上空。2．具有开放性，联系生产活动所述合理即可。答案　1.如下图。2．城区气温升高，会缩短冬季供暖时间，延长夏季制冷时间；城区霜冻时间缩短，不利于人们的身心健康，发病率提高；不利于污染物扩散，城市环境质量变差。[教材第52页“作业题”]点拨　1.根据白露时节我国进入秋高气爽的好天气入手，说明白天与黑夜大气受热与散热的情况，推理出气温日变化增大的结论。2．(1)白天大气以接受辐射升温为主，陆地热容量较小，接受相同热量升温幅度更大；夜间大气以失去热量为主，失去相同热量，陆地的温度更低。(2)表示出白天陆地气流上升、海洋气流下沉，近地面大气自海面流向陆地，高空气流则是自陆地上空流向海洋上空。夜间相反。(3)白天近地面大气自海洋吹向陆地，为海风；夜晚相反为陆风。3．白天山坡接受太阳辐射升温幅度大，谷底较凉，山坡气流上升，山谷大气下沉再流向山坡的上空；夜间相反。答案　1.白露后我国降水较少，空气中水汽减少，以晴朗天气为主，云雾极少。白天少云雾，对太阳辐射的削弱少，很多太阳辐射被地面和大气吸收，温度较高；夜间无云雾的保温作用，地面和大气失去热量，温度很低，所以气温日较差增大。2．(1)白天陆地温度高于海洋；夜间陆地温度低于海洋。(2)如下图。(3)白天吹海风；夜晚吹陆风。3.地理实践深探索方向与建议1．选择某天多个时间，判断学校五星红旗的飘向，并归纳一天内红旗飘向的变化特点。2．收看天气预报，认识天气预报中的常见符号，特别是天气预报中的风向和风力符号。展示与评价略。 　　时间：45分钟　　　满分：100分探究点题号大气的水平运动1、2、3、6、7、13(1)(4)(5)等压线图的判读4、5、8、9、10、11、12、13(2)(3)、14 一、选择题(共12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)读某地大气水平运动的受力情况示意图，回答1～3题。1．图中字母a代表的是(　　)A．水平气压梯度力B．地转偏向力C．摩擦力D．近地面风向答案　B解析　先判读特征最明显的水平气压梯度力，垂直于等压线，由高压指向低压，为d。风向与等压线斜交，由高压指向低压，故c为风向。与风向垂直的是地转偏向力，故a为地转偏向力。与风向相反的是摩擦力，即b为摩擦力。2．对风的速度有影响的力是(　　)A．a、d    B．a、b  C．b、d    D．b、c答案　C解析　水平气压梯度力是形成风的直接原因，对风速、风向都有影响；地转偏向力只影响风向；摩擦力影响风向和风速。3．图示区域不可能位于(　　)A．中国    B．美国C．俄罗斯    D．阿根廷答案　D解析　读图可知，风向右偏，说明图示区域位于北半球，阿根廷位于南半球，故D项符合题意。下图示意某区域某月近地面等压线，图中N地气压高于P地。读图完成4～5题。4．N地风向为(　　)A．东北风    B．东南风  C．西北风    D．西南风答案　A解析　由题意可知，P地气压低于N地，则N地的水平气压梯度力垂直于N处的等压线，且由北指向南；根据纬度可确定该地位于北半球，在地转偏向力的影响下，风向右偏，因而N地风向为东北风。5．M、N、P、Q四地中，风力最强的是(　　)A．M地    B．N地  C．P地    D．Q地答案　D解析　四地中，Q地等压线最密集，水平气压梯度力最大，风力最强。下图示意某等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时O点空气运动的可能方向。据此完成6～7题。6．若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为(　　)A．⑥或⑦    B．②或⑥C．④或⑧    D．③或④答案　A解析　北半球近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响，风向斜穿等压线；高空只受水平气压梯度力和地转偏向力影响，风向平行于等压线。7．若此图表示高空等高面，PM<PN，则O点风向为(　　)A．③或④    B．②或⑧C．③或⑦    D．⑥或⑦答案　C解析　在高空不受摩擦力作用的情况下，风向最终与等压线平行。受地转偏向力影响，北半球的风风向右偏，南半球的风风向左偏。图甲、图乙为冬季某日沈阳附近20时的高空和近地面等压线分布图，等压距相等；图中H代表高压中心，L代表低压中心，①②分别对应地面③④。据此完成8～9题。8．判断图中①②③④四地中气压值最高的是(　　)A．①    B．②  C．③    D．④答案　D解析　高空气压小于近地面的气压，故①②气压比较小；读图乙可知，H为高压，从H向四周气压减小，所以④大于③，④气压值最高，故D项正确。9．与图乙中沈阳风力状况相比，图甲中沈阳的(　　)A．风力更大，且风向一致B．风力更小，且风向一致C．风力更小，且风向相反D．风力更小，且风向相反答案　A解析　图甲位于高空，不受地面摩擦力的影响，且等压线密集，水平气压梯度力大，故图甲沈阳风力更大。高空风向与等压线平行，近地面风向斜穿等压线，结合等压线分布可知，风向几乎一致。读世界某区域等压线(单位：hPa)示意图，完成10～12题。10．此时，甲地风向为(　　)A．偏北风    B．偏西风  C．偏南风    D．偏东风答案　A解析　读图可知，图示区域位于南半球。判断甲地风向，应先画出甲地水平气压梯度力方向，由高压指向低压，垂直于等压线，南半球风向左偏，故甲地风向为偏北风，A项正确。11．图示区域气压最大差值可能为(　　)A．31 hPa    B．33 hPa  C．39 hPa    D．41 hPa答案　C解析　读图可知，图示等压距为4 hPa，气压最大值为1 020～1 024 hPa，气压最小值为984～988 hPa，故气压差为32～40 hPa，最大差值可能为39 hPa，C项正确。12．图中四地，风速最大的是(　　)A．甲    B．乙  C．丙    D．丁答案　D解析　读图可知，甲地位于陆地上，且等压线相对稀疏，风力最小；乙、丙、丁三地位于海洋上，等压线疏密程度相同，乙地位于开阔的海洋上，丙地位于陆地东侧，丁地位于海峡处，受海峡狭管效应的影响，丁地风速最大，故D项正确。二、综合题(共2小题，共52分)13．读某气象局绘制的某日10时近地面的气压与气流状况图，回答下列问题。(24分)(1)近地面风和高空风形成时有何差异？风向表现有何差异？(8分)(2)图中有M、O、P三个气压中心，其中高压中心是________，判断依据是________。(4分)(3)图示地区位于________半球，说明判断依据。(4分)(4)在图中箭头①处画出气流所受的力及风向。(4分)(5)若P、M之间气压差异的形成与热力环流有关，请画出P、M之间热力环流图。(4分)答案　(1)近地面的风形成时受三个力的作用；高空的风受二个力的作用，即不受摩擦力的影响。近地面的风与等压线斜交；高空的风与等压线平行。(2)P　气流方向(3)北　水平运动气流向右偏转。(4)如下图。(5)如下图。解析　第(1)题，近地面受三力影响，风向与等压线斜交；高空受二力作用，风向与等压线平行。第(2)题，通过图中气流运动方向可知P为高压中心。第(3)题，从气流向右偏转可知，图示地区为北半球。第(4)题，①处受力情况为摩擦力与风向相反，地转偏向力垂直于风向并且在其右侧，水平气压梯度力垂直于等压线并且位于风向左侧。第(5)题，考虑热力作用，近地面气温高，近地面受热，气流上升，则气压低；近地面受冷，气流下沉，则气压高。14．读北半球某地区等压线图(单位：hPa)，完成下列问题。(28分)(1)①处的气压值为________ hPa，②处的气压值为________ hPa，①②的差值为________ hPa。(6分)(2)在图中标出高压中心和低压中心的位置。(6分)(3)在图中画出高压脊线()和低压槽线()的位置。(6分)(4)图中甲地的风向是______________风，乙地的风向是______________风。(4分)(5)甲地的风力较乙地的风力________，原因是____________。(6分)答案　(1)1 040～1 045　995～1 000　40～50第(2)(3)题见下图：(4)西北　偏南(5)小　甲地比乙地等压线稀疏，水平气压梯度力小，所以风力小解析　第(1)题，读图可知，①处为高压中心区，气压值为1 040～1 045 hPa；②处为低压中心区，气压值为995～1 000 hPa。①②的差值为40～50 hPa。第(2)题，等压线闭合，中心气压高的为高压中心，中心气压低的为低压中心。第(3)题，高压脊线应画在高压延伸出来的狭长区域，等压线弯曲最大处点的连线上，低压槽线应画在低压中心延伸出来的狭长区域，等压线弯曲最大处点的连线上。第(4)题，判断风向要掌握两点：首先确定水平气压梯度力方向；其次根据北半球右偏的原理，判断风向。第(5)题，比较两地风力大小，主要比较等压线疏密。从图中看出甲地比乙地等压线稀疏，故风力较乙地小。